單壁鋼吊箱圍堰設(shè)計(jì)

1、PAGE PAGE 7單壁鋼吊箱圍堰設(shè)計(jì)計(jì)算一、鋼吊箱圍堰設(shè)計(jì)概況1、圍堰外輪廓尺寸：42.8m(長(zhǎng))17.4m(寬)8m(高)，圍堰底高程-2.5m，圍堰頂高程+5.5m，圍堰去孔后底面積549.68m2。2、封底混凝土厚2.0m，C25水下混凝土。3、圍堰自重：545t。4、吊箱模板采用=6mm鋼板，808mm為組合模板邊框，內(nèi)肋為8，間距30cm。5、側(cè)板：采用2I16作為圍箍，間距1m，圍箍外設(shè)2I25豎向立柱。6、底模及承重結(jié)構(gòu)：底模鋪設(shè)I25作為分配梁，間距為60cm；分配梁下設(shè)6道2I40作為主承重梁，每排樁基在護(hù)筒兩側(cè)各設(shè)一道。7、吊掛系統(tǒng)：由于封底混凝土澆筑后要割除鋼護(hù)筒，為

2、保證底模及側(cè)板正常工作，在護(hù)筒內(nèi)預(yù)埋500mm鋼管，作為體系的裝換。主承重上吊梁采用2I40，順路線方向在護(hù)筒上安裝，通過(guò)32精軋螺紋鋼與底承重梁連接。承臺(tái)兩側(cè)分別設(shè)6根500鋼管樁作為承吊點(diǎn)。8、內(nèi)支撐及封底分倉(cāng)：內(nèi)支撐設(shè)5道，在圍堰頂+5.5m處；采用分塊澆注封底混凝土，采用=10mm的鋼板進(jìn)行分倉(cāng)，并通過(guò)內(nèi)支撐進(jìn)行固定。9、設(shè)計(jì)的施工水位：吊箱下放、澆筑封底混凝土、澆筑承臺(tái)第一層混凝土的最大水位為-2.6m；封底后抽水的最大水位為+4.9m。二、檢算參數(shù) 1、鋼材力學(xué)性能：允許抗拉、抗壓和抗彎應(yīng)力=170MPa。2、混凝土力學(xué)性能：彎曲拉應(yīng)力t=0.7MPa，封底混凝土粘結(jié)力=12t/m

3、2。3、封底混凝土重量：2.3*549.68*2=2529t。三、檢算工況工況一：吊箱下放（水位-2.6m） 吊箱圍堰自重545t，全部由鋼護(hù)筒吊掛系統(tǒng)承受。工況二：澆筑封底混凝土（水位-2.6m） 吊箱圍堰自重545t+封底混凝土重量2529t全部由鋼護(hù)筒吊掛系統(tǒng)承受；封底混凝土重量全部由底承重結(jié)構(gòu)承受，均布荷載（2529+545）*10/549.68=56kN/m。工況三：封底后抽水（水位+4.7m） 封底抽水后內(nèi)外水頭差（5.2m）對(duì)側(cè)板的壓力檢算；封底混凝土抗拉強(qiáng)度檢算，計(jì)算水頭差為7.2m；抗浮檢算，計(jì)算水頭差為7.2m。工況四：承臺(tái)第一層混凝土澆筑（水位-2.6m） 抗沉檢算；混凝

4、土側(cè)壓力檢算，混凝土澆筑高度2.0m，容重25kN/m3。四、吊掛系統(tǒng)檢算1、懸吊用32mm精軋螺紋鋼按工況二檢算，總荷載為545+2529=3074t，共設(shè)置76根吊桿，考慮吊桿間受力不均勻系數(shù)1.2，吊桿承受的最大荷載為1.1*3293.4/76=49t。單根精軋螺紋鋼最大受力0.25*3.14*32*32*785=63t，安全系數(shù)63/49=1.3。2、鋼管樁上的吊掛梁按工況二檢算，吊掛梁屬懸臂結(jié)構(gòu)，計(jì)算荷載49t，計(jì)算跨度1.95m，A=172.14cm2，I=43432cm4，W=2171.6cm3，=490000*1950/2171.6*1000=440MPa170MPa，不滿足。

5、3、底承重結(jié)構(gòu)按工況二檢算，計(jì)算荷載：46 kN/m2。模板6mm，取1 cm寬，按兩端固結(jié)受均布載荷的梁計(jì)算，則：，I=0.018cm4，W=0.06cm3，l=60cm，q=46kN/m2，經(jīng)計(jì)算，=115MPa1/250，不滿足。分配梁線荷載q=46*0.6=27.6kN/m，按一側(cè)懸臂的三跨連續(xù)梁檢算，懸臂計(jì)算跨度1.96m，其它為2.89m和1.71m，A=48.51cm2，I=5017cm4，W=401.4cm3，計(jì)算模型及結(jié)果見下圖，經(jīng)計(jì)算，max=135MPa170MPa，不滿足。4、鋼管樁按工況三檢算，吊掛系統(tǒng)單點(diǎn)受力49t，單根鋼管樁（500-8）豎向荷載49*4=196t

6、。A=123.653cm2，截面最小回轉(zhuǎn)半徑：i=（D2+d2）1/2/4=0.174m，桿件長(zhǎng)細(xì)比：=L/i=5.2/0.174=30=150，=N/A=196*10*1000/0.963*12365.3=165MPa210MPa，滿足。五、抗浮、抗沉檢算1、抗浮，按工況三檢算。計(jì)算項(xiàng)目檢算水位+4.7m浮力計(jì)算水頭差h7.2m圍堰總計(jì)算浮力F總A*h=549.68*h3958t圍堰封底砼重量G12529t圍堰重量G2545t護(hù)筒外壁與封底混凝土粘結(jié)力G316*3.14*2.8*2*123376t護(hù)筒內(nèi)壁與樁身粘結(jié)力G416*3.14*2.8*2*102813t抗浮總穩(wěn)定荷載G16450t抗

7、浮總穩(wěn)定荷載G25887t鋼護(hù)筒與封底混凝土抗浮穩(wěn)定系數(shù)KG1/F總1.6，滿足鋼護(hù)筒與樁的抗浮穩(wěn)定系數(shù)KG2/F總1.5，滿足2、抗沉，按工況四檢算。計(jì)算項(xiàng)目檢算水位-2.6m圍堰封底砼重量G12529t圍堰重量G2545t第一層承臺(tái)重量G32639護(hù)筒外壁與封底混凝土粘結(jié)力F116*3.14*2.8*2*123376t吊掛系統(tǒng)需承受豎向力F2=G-F12337t抗沉吊桿安全系數(shù)2.0，滿足六、側(cè)板檢算采用有內(nèi)支撐方案，內(nèi)支撐設(shè)一道，在圍堰+5.5m處，按工況三、四檢算，工況三計(jì)算的水壓力為5.2*10=52kN/m2，工況四計(jì)算的混凝土側(cè)壓力為25*2=50kN/m2，按最大荷載工況三檢算

8、。1、壁板檢算圍堰壁板6mm，取1 cm寬，按兩端固結(jié)受均布載荷的梁計(jì)算，則：，I=0.018cm4，W=0.06cm3，l=30cm，q=52kN/m2，經(jīng)計(jì)算，=32.5MPa170MPa，撓度f(wàn)=1/10141/400，滿足。2、豎肋檢算圍堰壁板6mm，8加勁，間距30cm?？紤]50倍6mm參與共同受力，其截面幾何特性為：A=28.24cm2，I=222cm4，W=33cm3。加勁肋計(jì)算截面圖加勁肋最大應(yīng)力和支點(diǎn)反力計(jì)算圖則有：，其中B為加勁肋最大間距。按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，令，則有：，整理得：。解得當(dāng)，彎矩M取得最大值。采用列表計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見下表，由表可知，max=53.4MPa170MPa

9、，撓度f(wàn)max=1/24911/400，滿足，圍箍的最大支點(diǎn)反力為12.6kN。h1mh2mlmq1kN/mq2kN/mxcmMmaxkN.mMPafmaxcm1/fmaxR1kNR2kN支反力kN4.25.2112.63.050.91.7653.40.041/24916.87.36.83.24.219.63.051.11.3942.00.031/31655.35.812.62.23.216.63.051.51.0130.70.021/43393.84.39.61.22.213.63.052.40.6419.40.011/68972.32.86.60.21.210.63.055.70.278.10.011/168630.81.33.63、圍箍檢算圍箍為2I16，外側(cè)豎向立柱間距2m，按兩端簡(jiǎn)支梁加載均布線荷載計(jì)算，則：I=2254cm4，W=281.8cm3，l=200cm，q=12.60/0.3=42kN/m，